2014 Fiscal Year Annual Research Report
大気圧マイクロ熱プラズマジェット照射によるａ－Ｓｉ膜の結晶化及びＴＦＴ応用
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12J06779
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
林 将平 広島大学, 先端物質科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 熱プラズマジェット / シリコン / 結晶成長 / 薄膜トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの結果から、アモルファスシリコン(a-Si)膜はマイクロ熱プラズマジェット(μ-TPJ)照射により固相結晶化(SPC)、Leading Wave Crystallization (LWC)、高速横方向結晶化(HSLC)の異なる3種類の結晶成長様式により結晶化することが明らかとなり、高性能薄膜トランジスタ(TFT)作製にはHSLCが最も有効であることを報告した。本年度は、HSLCを用いた結晶成長制御と、結晶成長メカニズムについて更に詳細に調査し、主に以下の成果を得た。
1. 幅10μm以下の細線状にa-Si膜をパターニングし、HSLCすることで結晶成長制御を試みた。高速度カメラを用いた結晶成長の直接観察結果から、幅10μmのSi細線においては異なる2つの固液界面の衝突によりランダム粒界が形成されることが明らかになった。一方、幅1μmのSi細線においては細線長手方向への一様な結晶成長によりランダム粒界は形成されず、最大1mmの長距離結晶成長が認められた。この結果から細線化による固液界面の衝突抑制により長距離結晶成長の誘起が可能と言える。
2. 堆積手法、条件、脱水素温度を変化させることで、初期Si膜特性と結晶成長の関係を調査した。プラズマ化学気層堆積(PECVD)法によるa-Si膜においてはLWCが誘起されたが、減圧(LP)CVD法に試料においてLWCは誘起されず、SPC-溶融領域間に部分溶融領域(MPS)が誘起された。PECVD法おいても膜中応力値を下げる、または高い結晶性を予め持たせておくことでMPSが再現された。この結果からLWC及びMPSの前駆体であるSPCの結晶性により、その後の結晶成長様式が変化することが明らかになった。
以上の結果から、マイクロ～ミリ秒時間領域における結晶成長メカニズムを明確にし、a-Si膜の細線化により結晶成長制御の指針が得られた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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